控制系统迁移项目是非常复杂的，需要考虑很多因素，处理不当就会影响这个项目的进度和预算。其中风险最高的领域之一就是HMI图形的迁移。出现在操作员的HMI屏幕上的图形是日常操作的重要组成部分，对许多操作员来说也是最能体现与控制系统交互的方面。创建有效的HMI界面需要考虑许多因素，如布局、导航、颜色的使用、文字和数字格式、面板设计等等。近年来，控制系统的能力已经发展到可以简化实施与现代HMI相关的最佳实践。然而，作为控制系统迁移的一部分，规划和执行图形转换或重新设计过程仍然存在很多问题尚待解决。
具体到控制系统的迁移，有许多与图形相关的因素，对设计、工程、项目管理以及新控制系统的长期运行提出了挑战。以下列出了五个主要的因素，应该在迁移项目的各个阶段加以考虑：
1.决定采用何种图形转换方法；
2.定义图形需求 ；
3.采用逆向工程 ；
4.将操作环节纳入整个流程；
5.明确定义审查和批准程序。
本文对每个注意事项进行了详细地探讨，解释了为什么它们是重要的，并建议如何积极主动地管理这些方面，优化您的HMI图形，从而实现到新控制系统的无缝过渡。
确定图形转换的方法
在你的迁移项目刚开始或至少处于前端工程设计（FEED）工作的早期阶段，应该首先确定将图形转换到新的控制系统的方法。在最基本的层面上，主要的决定是在保留原有的图形设计还是重新设计从无到有的图形二者之间做选择。这通常不是一个简单的决定，即使它应该是。从我的角度来看，如果不趁这个机会，重新设计你的图形，并充分利用新系统的功能，那么你就将减弱新的现代控制系统带来的好处。
许多企业对重新设计图形充满疑虑，因为他们担心，新的控制系统将带来太多的变化，让操作员一时难以适应。所以，他们往往将图形设计得尽可能和原有的界面很像，这样可以将系统迁移对操作员带来的挑战降到最低。但这种方法有两个缺点：首先，他们没有从新功能的优势以及新系统的最佳实践中获益，这些设计原本是为了提高图形的有效性。其次，他们未能消除现有图形中已经累积多年的问题。比如界面中元素过于拥挤，用色不好使异常情况难以辨认，或者干脆用太多的过程图形矫枉过正。
一旦决定是否要改变基础设计后，接下来需要考虑的就是，如何实现这种过渡。举例来说，如果你保持你现有的设计，你会按照旧系统的设计，在新系统中设计一样的图形，还是使用转换工具呢？供应商和第三方服务供应商提供了很多转换工具，功能良莠不齐，比如有的转换工具只能转换部分的图形，这样需要更多的时间进行故障排除和识别动态功能的范围。
如果决定从头开始，重新设计你的图形，你仍然需要投入时间来了解旧图形的功能。同样重要的是了解新系统的功能，这样可以使你在新设计中充分利用这些功能。此外，设计过程中的操作也非常重要，可以提高图形的可用性，并为新图形建立支持。改变可能是细微的也可能是颠覆性的。例如，许多老式的图形是围绕管道和仪表图设计的，基于这些布局对设备分组。如今，过程图形一般都围绕功能性进行设计的，而不是基于物理布局。
定义图形需求
一个全面的图形设计指南是支持控制系统迁移的一项基本要求，如果没有在项目开始之前就准备好，也应在迁移项目过程中尽早创建。该指南将提供与显示相关的主题，如显示的类型、屏幕布局、导航、颜色的使用、设备和仪表符号、面板、报警和文本的总体介绍和数字信息。它不必是具体的控制系统，因此它经常在项目开始前或在FEED阶段建立。一个好处是，它可以被包含在任何服务报价方案中，使投标人对图形设计方法有所了解，这样可以提高报价准确性。
图形设计指南是一个记录好的路线图，有助于保持项目的一致性。由于在开发过程中会出现很多问题，全面的设计指南应该能够为此提供答案。它是创建图形的基础，并消除了在使用口头指令时容易引发的误解。它成为构建图形的基础，并消除了很多口头指令可能发生的错误解释。此外，一个完整的图形设计指南可避免意见分歧影响项目进度和成本。由于图形设计涉及到一些审美元素，不同的工程师和操作员都有不同的眼光。遵循指南能够解决这些分歧，当项目中出现其他的意见，我们会发现指南中已经早有过这方面的解决方案。
为了实现精确的估算，另一个重要的因素是图形的类型和复杂程度（见表1）。第一步是复杂度的定义，它可以简单地分为低、中和高。预估开发每个复杂度级别图形所需要的时间。例如，表格格式的一览图可能会被认为是一个简单的图形，但是预计需要4小时才能创建完成，而开发一个具有10个静态元素和动态功能的流程图形可能需要12个小时。最后，每一个预期的图形都应该被添加到表格中，并与之相对应的复杂度级别和预计开发时间匹配。这个表格不仅可以作为你内部资金和项目管理活动的评估基础，如果你打算寻找第三方来提供服务的话，还能作为对方报价的参考。
最后，当你仔细检查你的开发过程时，掌握进度跟踪方法是很重要的。你可以从你的图形类型和复杂度表格开始。除了现有的名称、描述、复杂度名称和预估时间，你还可以在开发过程的每个步骤中添加列。添加什么取决于你如何处理图形，不过我会建议你添加布局和设计、静态配置、动态配置、测试、审查和批准。作为图形开发，你必须定期更新表格来跟踪每个图形的进度情况，从而对整体图形的开发进度了然于胸。
采用逆向工程
将旧的控制系统中存在的图形作为新图形的设计基础，要面对最困难的事情之一就是准确评估它们的复杂度。通常情况下，在迁移项目的早期阶段，如果评估已经完成或者成为了投标过程的一部分，要详细检查每个图形的细节是不可行的。在许多较旧的控制系统的图形中，动态功能需要编写脚本或逻辑功能编程。例如，如果想在传统的控制系统中改变泵“运行/停止”的色彩，需要编码或使用特定厂商的编程语言编写脚本。这种功能在新的控制系统中很容易配置，逆向工程过程可能会非常耗时。
通过逆向工程审阅旧的图形脚本，并对其进行深入了解，从而使动态功能可以准确地内置到新的界面中。在项目范围界定阶段未能明确定义的脚本或者附加功能，可能会导致在项目执行过程中比原计划需要更多的配置工作。如果你现有的图形将成为新图形的设计基础，那么您在该项目的前期拨出时间做一个完整的图形逆向工程是必不可少的。这将确保你完全理解新系统所需的功能范围，并相应地做好预估。
将操作环节纳入整个流程
图形的主要使用者是操作员，要想让图形设计有的放矢，在图形设计和开发过程的早期阶段就让操作部门积极参与是至关重要的。他们应该为图形设计指南提供意见，并在实际的设计和开发中发挥作用。最后，操作员也是应该积极参与到图形测试、审查和审批流程中。
将操作部门引入整个过程的方式因人而异。在理想的情况下，组织可能有一个或几个操作员负责设计及创建图形。这可以提高他们的实际可用性，因为操作员将从他/她独特和实用的角度来考虑。另外一个好处是，这样会加快其他操作员对于新控制系统的接受速度，因为参与项目的操作员会向他们的同事宣传新系统带来的好处。不幸的是，许多组织由于整个项目的图形开发时间要求所限，不能让操作员参与这些任务。在这种情况下，需要有一个操作员团队，可以经常与工程团队沟通图形开发，提供与图形相关的输入决策咨询。
当图形从开发转向测试、审查和审批时，应该让操作员也参与到这些过程。例如，让操作员参与到工厂验收测试是获得有关图形可操作性宝贵意见的重要渠道，同时也提高了操作员与新系统的适应程度。
明确定义审查和批准流程
作为最终用户、系统集成商和供应商的经验告诉我，很多时候，企业对图形并没有一个清晰的愿景与共识。这可能导致范围变更、成本超支和工期延误，为流程的每个部分带来困惑。不信，你去问几个人，你可能会得到各种关于他们想要在HMI界面上呈现图形的答案。为了有效地解决这一问题，我们需要明确定义图形审查和审批程序，指定专人审查和批准图形。何时和花多少时间进行审查，以及确定反馈周期都是很重要的。
一种经常被采用的方法是创建一些简单的图形，并得到批准后，将它们作为模板。这些模板在项目前期设计发生重大改变时才会发生变化，如总体布局、色彩使用以及设备和仪器符号。这种方法也最大限度地减少了个别图形被反复改变的问题。
计划越早越好
HMI图形是控制系统迁移项目的重要挑战之一。首先，最重要是决定到底要在多大程度上改变原有的图形，还是采用转换工具，亦或是完全从新设计。在选择决策过程中的主要驱动力应该是确定什么方法会给你新的控制系统带来最大的效益。同时，定义图像的需求可以帮助降低风险。这也涉及到前期规划，例如使用图形设计指南、图形类型和复杂度表格等工具。考虑到减少项目后期的变更，将操作贯穿于整个图形开发过程是必不可少的，同时也增加了操作员与新系统之间的舒适度和满意度。最后，明确界定图形审查和批准过程可以防止个人喜好和正在发生的变化让您的项目偏离轨道。